國(guó)外主要采用柱塞推壓機(jī)生產(chǎn)超高分子量聚乙烯管,國(guó)內(nèi)也有幾家塑料機(jī)械廠近幾年研制出超高分子量聚乙烯襯板柱塞推壓成型技術(shù),但是相對(duì)較落后,也僅限于生產(chǎn)超高分子量聚乙烯襯板。
下面重點(diǎn)講一下超高分子量聚乙烯管材的柱塞推壓技術(shù)生產(chǎn)工藝
柱塞推壓技術(shù)成型作為一種往復(fù)間歇性的擠出方法,是早期就使用的塑料加工手段,其原理是:將粉料頻頻加入加料室和模具中,由施加壓力壓縮粉料、連續(xù)燒結(jié)和冷卻定型三個(gè)步驟組成。
工藝路線
超高分子量聚乙烯管柱塞推壓成型的工藝路線為:
計(jì)量—混合去水—混合—貯存—給料—推壓—預(yù)熱—燒結(jié)—定型—冷卻—切割
1、 除水
超高分子量聚乙烯樹脂計(jì)量后置于高速混合機(jī)中,通過(guò)混合生產(chǎn)摩擦熱達(dá)到蒸發(fā)樹脂中的水分,攪拌時(shí)間≤15分鐘,物料溫度不能超過(guò)100℃。
2、 混合
經(jīng)除水后的超高分子量聚乙烯加入各種加工助劑和必要的填充劑,進(jìn)行混合,使助劑在超高分子量聚乙烯樹脂中分散均勻,混合時(shí)間為5-6分鐘,放出的物料溫度不得超過(guò)110℃。
3、 給料
物料通過(guò)電磁振動(dòng)器和送料器的作用下均勻流入模具的加料段中,不能斷流。
4、 柱塞壓縮預(yù)熱
推壓塞端不能有刃和毛刺,并與模具端部平行,防止偏斜在壓力下擦傷模具。立式柱塞推壓機(jī)的成型動(dòng)作為:柱塞、芯棒同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)—抽芯—柱塞上升。
5、 燒結(jié)
燒結(jié)時(shí)物料為油膩狀彈性體,此時(shí)溫度太高就會(huì)使物料黏附,出現(xiàn)粘附后,制品表面形成溝痕,管子傾斜變彎,造成推壓困難,其溫度應(yīng)根據(jù)配方而定。
6、 定型
燒結(jié)后的物料進(jìn)入定型段后溫度要逐漸下降,不能劇變,其溫度不能低于130℃,太低就會(huì)使物料收縮到芯棒上以至不能推進(jìn),定型溫度太高會(huì)使物料粘附到模具上,也會(huì)造成推進(jìn)的困難。
7、 冷卻
從定型段端部推出的管子,溫度較高,很容易造成變形,為此定型段端部接冷卻水套進(jìn)行冷卻。
8、 切割
用圓鋸跟蹤切割,以保證端部平整。
工藝條件
采用柱塞式塑料推壓機(jī)生產(chǎn)管材,主要解決成型溫度下物料粘附在模具上造成推壓的困難,另外要解決無(wú)聊在高溫下氧化降解,造成制品表面粗糙出現(xiàn)不規(guī)則流紋并發(fā)黃,不能穩(wěn)定生產(chǎn)。
推壓成型相對(duì)分子量在250-300萬(wàn)以上的超高分子量聚乙烯樹脂時(shí),為了使超高分子量聚乙烯熔體具有適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性,既要降低大分子之間的親和力,減少內(nèi)摩擦,又要在熔體表面和機(jī)筒、模具表面之間形成隔離層,減少阻力和防止粘附,必須使用具有內(nèi)、外潤(rùn)滑功能的加工流動(dòng)改性劑。通過(guò)實(shí)驗(yàn),最終確定使用不同作用原理的兩種助劑復(fù)配而成的FH-2型加工流動(dòng)改性劑,這種改性劑無(wú)腐蝕性,高溫下部分解、不變色,對(duì)超高分子量聚乙烯材料的性能影響小。
由于超高分子量聚乙烯有著極其特殊的熔體特性,所以制品對(duì)柱塞推壓成型的工藝條件要求十分嚴(yán)格和苛刻,通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)證明,只有確定出與超高分子量聚乙烯樹脂相對(duì)分子質(zhì)量相適應(yīng)的的工藝條件,產(chǎn)品的物理力學(xué)性能才能達(dá)到預(yù)期的數(shù)值并滿足用戶要求。
工藝條件的控制主要是燒結(jié)時(shí)間、燒結(jié)溫度和推壓力,這些參數(shù)控制得適當(dāng)與否,直接關(guān)系到制品內(nèi)在質(zhì)量的好壞與擠出量的大小,而制品的外觀質(zhì)量出了加入助劑有關(guān)外,還與超高分子量聚乙烯樹脂顆粒大小及定型冷卻溫度有關(guān)。